Go语言之重要数组类型切片（slice）make，append函数

切片是一个动态数组，因为数组的长度是固定的，所以操作起来很不方便，比如一个names数组，我想增加一个学生姓名都没有办法，十分不灵活。所以在开发中数组并不常用，切片类型才是大量使用的。

切片基本操作

切片的创建有两种方式：
从数组或者切片上切取获得
直接声明切片 : var name []Type // 不同于数组, []没有数字

切片语法：

arr [start : end] 或者 slice [start : end]  // start: 开始索引  end：结束索引

切片特点：

左闭右开 [ )
取出的元素数量为：结束位置 - 开始位置；
取出元素不包含结束位置对应的索引，切片最后一个元素使用 slice[len(slice)]获取；
当缺省开始位置时，表示从连续区域开头到结束位置；当缺省结束位置时，表示从开始位置到整个连续区域末尾；两者同时缺省时，与切片本身等效；

var arr = [5]int{10, 11, 12, 13, 14}
var s1 = arr[1:4]
fmt.Println(s1, reflect.TypeOf(s1)) // [11 12 13] []int
var s2 = arr[2:5]
fmt.Println(s2, reflect.TypeOf(s2)) // [12 13 14]
var s3 = s2[0:2]                    //  [12 13]

值类型和引用类型

数据类型从存储方式分为两类：值类型和引用类型！

(1) 值类型

基本数据类型(int,float,bool,string)以及数组和struct都属于值类型。

特点：变量直接存储值，内存通常在栈中分配，栈在函数调用完会被释放。值类型变量声明后，不管是否已经赋值，编译器为其分配内存，此时该值存储于栈上。

var a int       //int类型默认值为 0
var b string    //string类型默认值为 nil空
var c bool      //bool类型默认值为false
var d [2]int    //数组默认值为[0 0]

当使用等号=将一个变量的值赋给另一个变量时，如 j = i ,实际上是在内存中将 i 的值进行了拷贝，可以通过 &i 获取变量 i 的内存地址。此时如果修改某个变量的值，不会影响另一个。

// 整型赋值
var a =10
b := a
b = 101
fmt.Printf("a：%v，a的内存地址是%p\n",a,&a)
fmt.Printf("b：%v，b的内存地址是%p\n",b,&b)
//数组赋值
var c =[3]int{1,2,3}
d := c
d[1] = 100
fmt.Printf("c：%v，c的内存地址是%p\n",c,&c)
fmt.Printf("d：%v，d的内存地址是%p\n",d,&d)

(2) 引用类型

指针、slice，map，chan，interface等都是引用类型。
特点：变量通过存储一个地址来存储最终的值。内存通常在堆上分配，通过GC回收。

引用类型必须申请内存才可以使用，new()和make()是给引用类型申请内存空间。

切片原理

切片的构造根本是对一个具体数组通过切片起始指针，切片长度以及最大容量三个参数确定下来的

type Slice struct {
      Data uintptr   // 指针，指向底层数组中切片指定的开始位置
      Len int        // 长度，即切片的长度
      Cap int        // 最大长度（容量），也就是切片开始位置到数组的最后位置的长度 
}

在这里插入图片描述

 var arr = [5]int{10, 11, 12, 13, 14}
    s1 := arr[0:3] // 对数组切片
    s2 := arr[2:5]
    s3 := s2[0:2] // 对切片切片

    fmt.Println(s1) // [10, 11, 12]
    fmt.Println(s2) // [12, 13, 14]
    fmt.Println(s3) // [12, 13]

    // 地址是连续的
    fmt.Printf("%p\n", &arr)
    fmt.Printf("%p\n", &arr[0]) // 相差8个字节
    fmt.Printf("%p\n", &arr[1])
    fmt.Printf("%p\n", &arr[2])
    fmt.Printf("%p\n", &arr[3])
    fmt.Printf("%p\n", &arr[4])

    // 每一个切片都有一块自己的空间地址，分别存储了对于数组的引用地址，长度和容量
    fmt.Printf("%p\n", &s1) // s1自己的地址
    fmt.Printf("%p\n", &s1[0])
    fmt.Println(len(s1), cap(s1))

    fmt.Printf("%p\n", &s2) // s2自己的地址
    fmt.Printf("%p\n", &s2[0])
    fmt.Println(len(s2), cap(s2))

    fmt.Printf("%p\n", &s3) // s3自己的地址
    fmt.Printf("%p\n", &s3[0])
    fmt.Println(len(s3), cap(s3))

var a = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}
a1 := a[0:3]
a2 := a[0:5]
a3 := a[1:5]
a4 := a[1:]
a5 := a[:]
a6 := a3[1:2]
fmt.Printf("a1的长度%d，容量%d\n", len(a1), cap(a1))
fmt.Printf("a2的长度%d，容量%d\n", len(a2), cap(a2))
fmt.Printf("a3的长度%d，容量%d\n", len(a3), cap(a3))
fmt.Printf("a4的长度%d，容量%d\n", len(a4), cap(a4))
fmt.Printf("a5的长度%d，容量%d\n", len(a5), cap(a5))
fmt.Printf("a6的长度%d，容量%d\n", len(a6), cap(a6))

除了可以从原有的数组或者切片中生成切片外，也可以声明一个新的切片，每一种类型都可以拥有其切片类型，表示多个相同类型元素的连续集合，因此切片类型也可以被声明，切片类型声明格式如下：

var name []Type  // []Type是切片类型的标识

其中 name 表示切片的变量名，Type 表示切片对应的元素类型。

var names = []string{"张三","李四","王五"}
fmt.Println(names,reflect.TypeOf(names))  // [张三 李四 王五 赵六 孙七] []string

直接声明切片，会针对切片构建底层数组，然后切片形成对数组的引用

练习

s1 := []int{1, 2, 3}
s2 := s1[1:]    
s2[1] = 4       
fmt.Println(s1)

var a = []int{1, 2, 3}
b := a
a[0] = 100
fmt.Println(b)

make函数

变量的声明我们可以通过var关键字，然后就可以在程序中使用。当我们不指定变量的默认值时，这些变量的默认值是他们的零值，比如int类型的零值是0,string类型的零值是""，引用类型的零值是nil。

对于例子中的两种类型的声明，我们可以直接使用，对其进行赋值输出。但是如果我们换成引用类型呢？

// arr := []int{}
var arr [] int  // 如果是 var arr [2] int
arr[0] = 1
fmt.Println(arr)

从这个提示中可以看出，对于引用类型的变量，我们不光要声明它，还要为它分配内容空间。
对于值类型的声明不需要，是因为已经默认帮我们分配好了。要分配内存，就引出来今天的make函数。make也是用于chan、map以及切片的内存创建，而且它返回的类型就是这三个类型本身。
如果需要动态地创建一个切片，可以使用 make() 内建函数，格式如下：

make([]Type, size, cap)

其中 Type 是指切片的元素类型，size 指的是为这个类型分配多少个元素，cap 为预分配的元素数量，这个值设定后不影响 size，只是能提前分配空间，降低多次分配空间造成的性能问题。示例如下：

a := make([]int, 2)
b := make([]int, 2, 10)
fmt.Println(a, b)
fmt.Println(len(a), len(b))
fmt.Println(cap(a), cap(b))

使用 make() 函数生成的切片一定发生了内存分配操作，但给定开始与结束位置（包括切片复位）的切片只是将新的切片结构指向已经分配好的内存区域，设定开始与结束位置，不会发生内存分配操作。

a := make([]int, 5)  
b := a[0:3]        
a[0] = 100         
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)

append(重点)

上面我们已经讲过，切片作为一个动态数组是可以添加元素的，添加方式为内建方法append。

（1）append的基本用法

 var emps = make([]string, 3, 5)
    emps[0] = "张三"
    emps[1] = "李四"
    emps[2] = "王五"
    fmt.Println(emps)
    emps2 := append(emps, "rain")
    fmt.Println(emps2)
    emps3 := append(emps2, "eric")
    fmt.Println(emps3)
    // 容量不够时发生二倍扩容
    emps4 := append(emps3, "yuan")
    fmt.Println(emps4) // 此时底层数组已经发生变化

在这里插入图片描述

扩容机制

1、每次 append 操作都会检查 slice 是否有足够的容量，如果足够会直接在原始数组上追加元素并返回一个新的 slice，底层数组不变，但是这种情况非常危险，极度容易产生 bug！而若容量不够，会创建一个新的容量足够的底层数组，先将之前数组的元素复制过来，再将新元素追加到后面，然后返回新的 slice，底层数组改变而这里对新数组的进行扩容

2、扩容策略：如果切片的容量小于 1024 个元素，于是扩容的时候就翻倍增加容量。上面那个例子也验证了这一情况，总容量从原来的4个翻倍到现在的8个。一旦元素个数超过 1024 个元素，那么增长因子就变成 1.25 ，即每次增加原来容量的四分之一。

arr := [4]int{10, 20, 30, 40}
s1 := arr[0:2] // [10, 20]
s2 := s1       //  // [10, 20]
s3 := append(append(append(s1, 1), 2), 3)
s1[0] = 1000
fmt.Println(s1)
fmt.Println(s2)
fmt.Println(s3)
fmt.Println(arr)

（2）append的扩展用法

var a []int
a = append(a, 1) // 追加1个元素
fmt.Println(a)
a = append(a, 1, 2, 3) // 追加多个元素, 手写解包方式
fmt.Println(a)
a = append(a, []int{1, 2, 3}...) // 追加一个切片, 切片需要解包
fmt.Println(a)

a = append(a, 1)返回切片又重新赋值a的目的是丢弃老数组

  // 案例1
    a := []int{11, 22, 33}
    fmt.Println(len(a), cap(a))

    c := append(a, 44)
    a[0] = 100
    fmt.Println(a)
    fmt.Println(c)

    // 案例2
    a := make([]int, 3, 10)
    fmt.Println(a)
    b := append(a, 11, 22)
    fmt.Println(a) // 小心a等于多少？
    fmt.Println(b)
    a[0] = 100
    fmt.Println(a)
    fmt.Println(b)

    // 案例3
    l := make([]int, 5, 10)
    v1 := append(l, 1)
    fmt.Println(v1)
    fmt.Printf("%p\n", &v1)
    v2 := append(l, 2)
    fmt.Println(v2)
    fmt.Printf("%p\n", &v2)
    fmt.Println(v1)

切片的插入和删除

开头添加元素

var a = []int{1,2,3}
a = append([]int{0}, a...) // 在开头添加1个元素
a = append([]int{-3,-2,-1}, a...) // 在开头添加1个切片

在切片开头添加元素一般都会导致内存的重新分配，而且会导致已有元素全部被复制 1 次，因此，从切片的开头添加元素的性能要比从尾部追加元素的性能差很多。

任意位置插入元素

var a []int
a = append(a[:i], append([]int{x}, a[i:]...)...) // 在第i个位置插入x
a = append(a[:i], append([]int{1,2,3}, a[i:]...)...) // 在第i个位置插入切片

每个添加操作中的第二个 append 调用都会创建一个临时切片，并将 a[i:] 的内容复制到新创建的切片中，然后将临时创建的切片再追加到 a[:i] 中。
思考这样写可以不：

var a = []int{1,2,3,4}
s1:=a[:2]
s2:=a[2:]
fmt.Println(append(append(s1,100,),s2...))

删除元素

Go语言中并没有删除切片元素的专用方法，我们可以使用切片本身的特性来删除元素。

// 从切片中删除元素
a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
// 要删除索引为2的元素
a = append(a[:2], a[3:]...)
fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]

要从切片a中删除索引为index的元素，操作方法是a = append(a[:index], a[index+1:]…)

a:=[...]int{1,2,3}
b:=a[:]
b =append(b[:1],b[2:]...)
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)

切片元素排序

a:=[]int{10,2,3,100}
sort.Ints(a)
fmt.Println(a)  // [2 3 10 100]

b:=[]string{"melon","banana","caomei","apple"}
sort.Strings(b)
fmt.Println(b) // [apple banana caomei melon]

c:=[]float64{3.14,5.25,1.12,4,78}
sort.Float64s(c)
fmt.Println(c) // [1.12 3.14 4 5.25 78]

// 注意：如果是一个数组，需要先转成切片再排序  [:]

sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(a)))
sort.Sort(sort.Reverse(sort.Float64Slice(c)))
fmt.Println(a,c)

切片拷贝

var s1 = []int{1, 2, 3, 4, 5}
var s2 = make([]int, len(s1))
copy(s2, s1)
fmt.Println(s2)

s3 := []int{4, 5}
s4 := []int{6, 7, 8, 9}
copy(s4, s3)
fmt.Println(s4) //[4 5 3]

练习

func 第1个_指针变量() {
	//取址
	var x int
	x = 10 //x是整型变量
	fmt.Println(x)
	//===============
	var p *int
	p = &x //取址，p是int类型的指针变量
	fmt.Println(p)
	//取值，v=10
	fmt.Println(*p)
}
func 第2个_new函数() {
	//new 和 make 是 Go 语言中用于内存分配的原语。简单来说，new 只分配内存，make 用于初始化 slice、map 和 channel。
	//之前我们学习的基本数据类型声明之后是有一个默认零值的，但是指针类型呢？
	var p *int
	//var p *int = new(int) //new函数的作用是开辟了一块儿空间，否则*p = 10就报错
	// fmt.Println(p)  // <nil>
	// fmt.Println(*p) // 报错，并没有开辟空间地址
	*p = 10 // 报错
	fmt.Println(*p)
}
func 第3个_数组() {
	//数组其实是和字符串一样的序列类型，不同于字符串在内存中连续存储字符，数组用[]的语法将同一类型的多个值存储在一块连续内存中。
	//数组是值类型，不存地址都是值类型
	var arr [3]int
	fmt.Println(arr)
	fmt.Println(&arr[0])
	fmt.Printf("%p\n", &arr[0])
	fmt.Println(&arr[1])
	fmt.Println(&arr[2])
}
func 第4个_基于数组的切片() {
	//切片有自己的空间
	//存放了3个值，起始地址，长度，容量，
	//为啥说切片是对数组的引用？
	//切片本身不存数据！！
}
func 第5个_make函数() {
	//make返回的还是引用类型的本身，而new返回的是指向类型的指针。
	//new()返回的是指针
	//make()返回的是引用类型本身，切片本身
	var s = make([]int, 3, 5)
	fmt.Print(s)
}
func 第6个_append函数1() {
	var emps = make([]string, 3, 5)
	emps[0] = "张三"
	emps[1] = "李四"
	emps[2] = "王五"
	fmt.Println(emps)
	emps2 := append(emps, "rain")
	fmt.Println(emps2) //["张三","李四","王五","rain"]
	emps3 := append(emps2, "eric")
	fmt.Println(emps3) //["张三","李四","王五","rain","eric"]
	//容量不够时发生二倍扩容
	emps4 := append(emps3, "yuan")
	fmt.Println(emps4) //此时底层数组已经发生变化,[张三 李四 王五 rain eric yuan]
}
func 第7个_append函数2() {
	var emps = make([]string, 3, 5)
	emps[0] = "张三"
	emps[1] = "李四"
	emps[2] = "王五"
	fmt.Println(emps)

	emps2 := append(emps, "rain")
	fmt.Println(emps2)
	emps3 := append(emps, "eric")

	fmt.Println(emps3) //[张三 李四 王五 eric]
	fmt.Println(emps2) //[张三 李四 王五 eric]
}
func 第8个_append函数3() {
	var s1 = []int{1, 2, 3}
	s1 = append(s1, 4)
	fmt.Println(s1)
	//fmt.Println(s2)
}